Көзі нашар көретіндердің қозғалғыштығын жақсартуға арналған жаяу жүру нұсқаулығы: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Нұсқаушының мақсаты - мүгедектерге, әсіресе көру қабілеті нашар адамдарға қолдануға болатын жаяу жүруге арналған нұсқаулық әзірлеу. Нұсқаушы жаяу жүру нұсқаулығын әзірлеуге арналған дизайн талаптарын тұжырымдау үшін жаяу жүру нұсқаулығын қалай тиімді пайдалануға болатынын зерттеуге ниетті. Мақсатқа жету үшін бұл нұсқаушының келесі нақты міндеттері бар.

• Көзі нашар көретін адамдарға бағыттау үшін көзілдіріктің прототипін құрастыру және енгізу
• Көзі нашар көретін адамдарға кедергілермен соқтығысуды азайту үшін жаяу жүру нұсқаулығын әзірлеу
• Жол бетіндегі шұңқырларды анықтау әдісін әзірлеу

Жаяу жүру нұсқаулығында қашықтықты өлшеу сенсорларының үш бөлігі қолданылады (ультрадыбыстық сенсор), әр бағыттағы кедергілерді анықтау үшін, соның ішінде алдыңғы, сол және оң жақ. Сонымен қатар, жүйе сенсор мен конвульсиялық нейрондық желіні (CNN) пайдаланып, жол бетіндегі шұңқырларды анықтайды. Біздің әзірленген прототипіміздің жалпы құны шамамен 140 долларды құрайды, ал салмағы барлық электронды компоненттерді қосқанда шамамен 360 г құрайды. Прототип үшін компоненттер 3D басып шығарылған компоненттер, таңқурай пи, таңқурай пи камерасы, ультрадыбыстық сенсор және т.

1 -қадам: Қажетті материалдар

• 3D басып шығарылған бөлшектер

  1. 1 х 3D басып шығарылған сол ғибадатхана
  2. 1х 3D басып шығарылған оң ғибадатхана
  3. 1 x 3D басылған негізгі кадр

• Электроника және механикалық бөлшектер

  1. 04 x Ультрадыбыстық сенсор (HC-SR04)
  2. Raspberry Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Raspberry pi камерасы (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/) Литий батареясы
  4. Сымдар
  5. Құлаққап

• Құралдар

  1. Ыстық желім
  2. Резеңке белбеу (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

2 -қадам: 3D басып шығарылған бөлшектер

Көзілдіріктің прототипі әр электронды компоненттердің өлшемін ескере отырып, SolidWorks (3D моделі) үлгісінде жасалған. Модельдеу кезінде алдыңғы ультрадыбыстық сенсор көзілдірікте тек алдыңғы кедергілерді анықтауға арналған, сол және оң жақ ультрадыбыстық датчиктер көзілдіріктің ортасынан 45 градусқа орнатылған, бұл иықтың және қолдың ішіндегі кедергілерді анықтау үшін; басқа ультрадыбыстық сенсор шұңқырды анықтау үшін жерге қаратылған. Rpi камерасы көзілдіріктің ортасында орналасқан. Сонымен қатар, көзілдіріктің оң және сол ғибадатханасы сәйкесінше таңқурай пи мен батареяны орналастыруға арналған. SolidWorks және 3D басып шығарылған бөліктер әр түрлі көріністе көрсетілген.

Біз 3D принтерді көзілдіріктің 3D моделін жасау үшін қолдандық. 3D принтері максималды өлшемі 34,2 x 50,5 x 68,8 (L x W x H) см дейін прототип жасай алады. Сонымен қатар, көзілдіріктің моделін жасау үшін қолданылатын материал - полилактикалық қышқыл (ЖҚА) жіпшесі, оны алу оңай және бағасы төмен. Көзілдіріктің барлық бөліктері үйде шығарылады және құрастыру процесін оңай жасауға болады. Көзілдіріктің моделін әзірлеу үшін тірек материалы бар ПЛА мөлшері шамамен 254гм қажет.

3 -қадам: компоненттерді жинау

Барлық компоненттер жинақталған.

1. Таңқурай пиін 3D басып шығарылған оң ғибадатханаға салыңыз
2. Батареяны 3D басып шығарылған сол жақ ғибадатханаға салыңыз
3. Камераны камера үшін тесік жасалған негізгі жақтаудың алдына салыңыз
4. Ультрадыбыстық сенсорды көрсетілген тесікке салыңыз

4 -қадам: Аппараттық қосылымдар

Әрбір компоненттің қосылуы таңқурай пи -мен салыстырылады және алдыңғы сенсордың триггері мен жаңғырығы таңқурай пиінің GPIO8 және GPIO7 түйреуішіне қосылғанын көрсетеді. GPIO14 және GPIO15 шұңқырды анықтау сенсорының триггері мен жаңғырығын қосады. Батарея мен құлаққап Micro USB қуатымен және таңқурай pi аудио ұясына қосылған.

5 -қадам: пайдаланушы прототипі

Зағип балалар прототипті киеді және еш кедергісіз соқтығыспай қоршаған ортада серуендеуді бақытты сезінеді. Жалпы жүйе нашар көретіндерге тестілеу кезінде жақсы тәжірибе береді.

6 -қадам: Қорытынды және болашақ жоспар

Бұл нұсқаулықтың негізгі мақсаты - нашар көретін адамдарға қоршаған ортада өз бетінше жүруге көмектесу үшін жаяу жүру нұсқаулығын әзірлеу. Кедергілерді анықтау жүйесі айналаның айналасында алдыңғы, сол және оң бағытта кедергілердің болуын көрсетуге бағытталған. Шұңқырды анықтау жүйесі жол бетіндегі шұңқырларды анықтайды. Ультрадыбыстық сенсор мен Rpi камерасы жаяу жүру нұсқаулығының нақты әлемін түсіру үшін қолданылады. Кедергі мен қолданушы арасындағы қашықтық ультрадыбыстық датчиктерден алынған мәліметтерді талдау арқылы есептеледі. Шұңқырлы суреттер бастапқыда конвульсиялық нейрондық желінің көмегімен үйретіледі және шұңқырлар әр кезде бір суретке түсіру арқылы анықталады. Содан кейін жаяу жүру нұсқаулығының прототипі барлық электронды компоненттерді қосқанда шамамен 360 г салмағы бар сәтті әзірленді. Қолданушыларға құлаққап арқылы дыбыстық сигналдар арқылы кедергілер мен шұңқырлардың болуы туралы хабарлама беріледі.

Нұсқаулық кезінде жүргізілген теориялық және эксперименттік жұмыстарға сүйене отырып, келесі тармақтарды ескере отырып, жаяу жүру нұсқаулығының тиімділігін арттыру үшін қосымша зерттеулер жүргізу ұсынылады.

• Жаяу жүруге арналған нұсқаулық бірнеше электронды компоненттерді қолдану арқасында аздап көлемді болды. Мысалы, таңқурай пи қолданылады, бірақ мұнда таңқурай пиінің барлық функциялары қолданылмайды. Осылайша, жаяу жүру нұсқаулығының функционалдығы бар арнайы интегралды схеманы (ASIC) әзірлеу прототиптің көлемін, салмағын және құнын төмендетуі мүмкін.
• Нақты әлемде көру қабілеті нашар адамдарға кездесетін кейбір маңызды кедергілер - бұл жол бетіндегі өркеш, баспалдақ жағдайы, жол бетінің тегістігі, жол бетіндегі су және т. беті Осылайша, басқа да маңызды кедергілерді ескере отырып, жаяу жүру нұсқаулығының жетілдірілуі көру қабілеті нашар адамдарға көмек көрсетуге арналған қосымша зерттеулерге ықпал етуі мүмкін.
• Жүйе кедергілердің бар -жоғын анықтай алады, бірақ навигация кезінде нашар көретін адамдар үшін қажет кедергілерді санаттай алмайды. Қоршаған ортаны семантикалық пиксельдік сегменттеу қоршаған ортадағы кедергілерді жіктеуге ықпал етуі мүмкін.